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SEM掃描電鏡可對爆炸源鋰電池進(jìn)行檢測,或可避免意外發(fā)生哦

日期:2023-03-01 10:37:17 瀏覽次數(shù):163

近年來,鋰電池以其高比能量、較高的工作電壓、體積小、重量輕等優(yōu)點已成為移動通訊、筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品的主要電源之一。但很多人不知道的是,鋰電池這樣一個稀松平常、在生活中常見的物品,爆后炸會產(chǎn)生很大的威力,并且,隨著電芯所儲存的能量越高,其爆炸威力也越大。央視曾經(jīng)報道過,用電動車做短路起火測試,結(jié)果驚人:小小的電動車僅需3分鐘可以燒到上千度,一旦爆炸將會嚴(yán)重影響人身安全!因此,研究鋰離子電池的爆炸機(jī)理對提高鋰離子電池的安全性有重要的意義。

電動車鋰電池為什么會爆炸?

讓我們先來了解下鋰電池的工作原理。鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物為正極(根據(jù)正極化合物不同,常見的鋰離子電池有鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰等)。中間有一層隔膜,避免正負(fù)極短路。在充放電過程中,Li+在正負(fù)極間往返:充電時,鋰離子從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極;放電時則相反。在鋰離子的嵌入與脫嵌過程中,同時伴隨著等當(dāng)量的電子的嵌入和脫嵌,也就產(chǎn)生了電流。

掃描電鏡.jpg

了解了鋰電池的工作原理,也就能知道鋰離子電池會爆炸的原因了,主要分為以下兩點:

1、過充導(dǎo)致放出的鋰過多,負(fù)極部位容量不足,充電時產(chǎn)生的鋰就無法插入負(fù)極石墨的間層結(jié)構(gòu)中,會在負(fù)極表面形成金屬鋰。時間一久,這些鋰原子會由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙,使正負(fù)極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂,讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng),進(jìn)而爆炸。

2、充放電時,電流的限制也很有必要。電流過大時,鋰離子來不及進(jìn)入間層結(jié)構(gòu)中,也會匯集在負(fù)極材料表面。這些鋰離子獲得電子后,會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶,這與過充一樣,會造成危險性。

從上面可以看出鋰電池燃燒爆炸的根本原因還是由于材料導(dǎo)致的。想要減少鋰電池的燃燒或爆炸,普通用戶除了在日常使用中注意減少撞擊、高溫接觸等保護(hù)措施以外,電池廠家也應(yīng)該注重電池的生產(chǎn)質(zhì)量管理,提高鋰電池的品質(zhì)也可以減少事故的發(fā)生。

利用掃描電鏡可對鋰電池的原材料及制作工藝進(jìn)行檢測

SEM掃描電鏡可以用于觀測鋰電池的原材料表面形貌及微觀結(jié)構(gòu),包括正極、負(fù)極、隔膜等材料,也可用于觀測漿料活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘接劑分散情況,以及極片輥壓后極片材料表面狀態(tài)、極片分切后極片邊緣金屬毛刺大小。掃描電鏡還可用于檢測正負(fù)極耳焊接情況。這些檢測對于鋰電池的質(zhì)量保證具有重要意義。

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